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场效(xiao)应管逆变器电路图

为什么不用三极管(guan)，而用场效应管(guan)呢(ni)？原因就是：

（1）场效应(ying)管是(shi)电(dian)压控制器件(jian)，它通过VGS来控制ID；

（2）场效(xiao)应管的输(shu)入端(duan)电流(liu)极小，因此它的输(shu)入电阻很大。

（3）它是(shi)利用(yong)多(duo)数载(zai)流子导电，因(yin)此它的温度稳定性较好；

（4）它组成(cheng)的(de)放(fang)大电(dian)路的(de)电(dian)压(ya)(ya)放(fang)大系数要小(xiao)于(yu)三(san)极管组成(cheng)放(fang)大电(dian)路的(de)电(dian)压(ya)(ya)放(fang)大系数；

（5）场效应管的抗辐射能力强；

（6）由于不存(cun)在杂乱运动的(de)少子扩散(san)引起的(de)散(san)粒噪(zao)声，所以(yi)噪(zao)声低。

场效应管逆变器(qi)电路(lu)图工作原(yuan)理

它(ta)的(de)工(gong)作(zuo)(zuo)原(yuan)理流(liu)(liu)程(cheng)是控制电路(lu)控制整个系统的(de)运行，逆变电路(lu)完(wan)成由直流(liu)(liu)电转换(huan)为交流(liu)(liu)电的(de)功能，滤波电路(lu)用于滤除(chu)不需要(yao)的(de)信号，逆变器的(de)工(gong)作(zuo)(zuo)过程(cheng)就是这样子(zi)的(de)了。

其(qi)中场效(xiao)应管逆变(bian)器电路图的工作还(hai)可(ke)以细化为(wei)(wei)：首(shou)先，振荡(dang)电路将直(zhi)流(liu)电转换为(wei)(wei)交流(liu)电；其(qi)次，线圈升压将不规则交流(liu)电变为(wei)(wei)方波交流(liu)电；最后，整流(liu)使(shi)得(de)交流(liu)电经由方波变为(wei)(wei)正弦波交流(liu)电。

这(zhei)里介(jie)绍的场效(xiao)应管逆变器(qi)电(dian)路图（见图1）主要由MOS场(chang)效应管，普通电(dian)源变压器(qi)(qi)构成。其输出功(gong)率取决于MOS场(chang)效应管和(he)电(dian)源变压器(qi)(qi)的(de)(de)功(gong)率，免除了烦琐的(de)(de)变压器(qi)(qi)绕制(zhi)，适合电(dian)子(zi)爱好者(zhe)业余制(zhi)作中(zhong)采用。下(xia)面介(jie)绍该(gai)逆变器(qi)(qi)的(de)(de)工作原理(li)及(ji)制(zhi)作过程。

2.工作原(yuan)理

这(zhei)里我们将详细介绍逆变器的工(gong)作(zuo)原理。

方(fang)波信号(hao)发生(sheng)器（见图(tu)2）

这(zhei)里采用六反相(xiang)器CD4069构(gou)成(cheng)方(fang)波信号发生器。电(dian)(dian)路中R1是补偿(chang)电(dian)(dian)阻，用于改善由于电(dian)(dian)源电(dian)(dian)压的(de)(de)变化而(er)引起(qi)的(de)(de)振(zhen)荡频(pin)率(lv)不稳(wen)。电(dian)(dian)路的(de)(de)振(zhen)荡是通过电(dian)(dian)容C1充放电(dian)(dian)完成(cheng)的(de)(de)。其振(zhen)荡频(pin)率(lv)为f=1/2.2RC。

图(tu)示电路的最大频率为(wei)：fmax=1/2.2×3.3×103×2.2×10-6=62.6Hz；

最小(xiao)频率为(wei)：fmin=1/2.2×4.3×103×2.2×10-6=48.0Hz。

由于(yu)元件(jian)的误差，实际值会略有(you)差异。其它多余的反相器，输入端接地避免影响其它电路(lu)。

由于方波信(xin)号(hao)发生(sheng)器输(shu)出的振荡信(xin)号(hao)电压最(zui)大振幅为0~5V，为充分驱动电源开(kai)关(guan)电路，这里用TR1、TR2将(jiang)振荡信(xin)号(hao)电压放大至0~12V。如(ru)图(tu)3所示。

2.3 场效应(ying)管电(dian)源开关电(dian)路

下面简(jian)述(shu)一下用C-MOS场效(xiao)应(ying)管(guan)（增强型MOS场效(xiao)应(ying)管(guan)）组成(cheng)的应(ying)用电(dian)路的工(gong)作(zuo)过程(cheng)（见图(tu)4）。

电(dian)(dian)(dian)路将一个(ge)增强(qiang)型(xing)P沟道MOS场(chang)(chang)效(xiao)(xiao)应管和一个(ge)增强(qiang)型(xing)N沟道MOS场(chang)(chang)效(xiao)(xiao)应管组合在一起使用。当输入端(duan)为低电(dian)(dian)(dian)平时，P沟道MOS场(chang)(chang)效(xiao)(xiao)应管导(dao)通，输出端(duan)与(yu)电(dian)(dian)(dian)源(yuan)正极接通。当输入端(duan)为高电(dian)(dian)(dian)平时，N沟道MOS场(chang)(chang)效(xiao)(xiao)应管导(dao)通，输出端(duan)与(yu)电(dian)(dian)(dian)源(yuan)地接通。

在该电路(lu)(lu)中，P沟道MOS场效(xiao)应管(guan)和(he)N沟道MOS场效(xiao)应管(guan)总是在相(xiang)反(fan)的状态下工作，其相(xiang)位输(shu)入端(duan)和(he)输(shu)出(chu)(chu)端(duan)相(xiang)反(fan)。通过这种工作方式我们可以(yi)获得(de)较大(da)的电流输(shu)出(chu)(chu)。同时由于(yu)漏电流的影响(xiang)，使(shi)得(de)栅(zha)压(ya)在还没(mei)有到(dao)0V，通常(chang)在栅(zha)极电压(ya)小于(yu)1到(dao)2V时，MOS场效(xiao)应管(guan)既被关(guan)断。不(bu)同场效(xiao)应管(guan)其关(guan)断电压(ya)略有不(bu)同。也正(zheng)因为(wei)如此(ci)，使(shi)得(de)该电路(lu)(lu)不(bu)会因为(wei)两管(guan)同时导通而造(zao)成电源短路(lu)(lu)。

由以上分析我们可(ke)以画出原理图中(zhong)MOS场效应(ying)管电(dian)路部分的工作过程（见图5）。

工(gong)作(zuo)原理同前所述。这种低(di)电(dian)(dian)(dian)压(ya)(ya)(ya)、大(da)(da)电(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)、频率(lv)为50Hz的(de)(de)交变(bian)信号通过变(bian)压(ya)(ya)(ya)器的(de)(de)低(di)压(ya)(ya)(ya)绕(rao)组时(shi)，会(hui)在(zai)变(bian)压(ya)(ya)(ya)器的(de)(de)高(gao)压(ya)(ya)(ya)侧感应出高(gao)压(ya)(ya)(ya)交流(liu)(liu)电(dian)(dian)(dian)压(ya)(ya)(ya)，完成直流(liu)(liu)到交流(liu)(liu)的(de)(de)转换。这里(li)需要注(zhu)意(yi)的(de)(de)是，在(zai)某(mou)些情况下，如(ru)振荡(dang)部(bu)分停(ting)止(zhi)工(gong)作(zuo)时(shi)，变(bian)压(ya)(ya)(ya)器的(de)(de)低(di)压(ya)(ya)(ya)侧有时(shi)会(hui)有很大(da)(da)的(de)(de)电(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)通过，所以(yi)该电(dian)(dian)(dian)路的(de)(de)保险丝不能省略或短(duan)接。

3、制作要点

电路板见(jian)图6。

场(chang)效应管逆变器电路图(tu)逆变器电路板

图8展示本文介(jie)绍的(de)(de)场效(xiao)应(ying)管逆变器电路图在散(san)热(re)器（100mm×100mm×17mm）上的(de)(de)位置分(fen)布和接法(fa)。尽(jin)管场效(xiao)应(ying)管工(gong)作(zuo)于(yu)开关状态时发(fa)热(re)量不会很大，出(chu)于(yu)安全考虑这(zhei)里选用的(de)(de)散(san)热(re)器稍偏大。

4.逆变器(qi)的性能测试

测试电路见图。

这里测试用(yong)的(de)输(shu)入电(dian)(dian)源采用(yong)内阻低、放电(dian)(dian)电(dian)(dian)流大（一(yi)般大于(yu)100A）的(de)12V汽(qi)车电(dian)(dian)瓶(ping)，可(ke)为电(dian)(dian)路提(ti)供(gong)充足的(de)输(shu)入功率(lv)。测试用(yong)负载为普通(tong)的(de)电(dian)(dian)灯泡。

测(ce)试的方(fang)法是通过改变(bian)负载(zai)大小，并测(ce)量此时的输(shu)入电(dian)(dian)流(liu)、电(dian)(dian)压(ya)(ya)以及输(shu)出(chu)(chu)电(dian)(dian)压(ya)(ya)。输(shu)出(chu)(chu)电(dian)(dian)压(ya)(ya)随负荷的增大而下降，灯泡的消耗功率(lv)随电(dian)(dian)压(ya)(ya)变(bian)化而改变(bian)。我们也可(ke)以通过计(ji)算找(zhao)出(chu)(chu)输(shu)出(chu)(chu)电(dian)(dian)压(ya)(ya)和功率(lv)的关系。但实(shi)际(ji)上由于(yu)电(dian)(dian)灯泡的电(dian)(dian)阻会随受(shou)加(jia)在两端(duan)电(dian)(dian)压(ya)(ya)变(bian)化而改变(bian)，并且输(shu)出(chu)(chu)电(dian)(dian)压(ya)(ya)、电(dian)(dian)流(liu)也不是正弦波，所以这种的计(ji)算只能看作是估算。

以负(fu)载为60W的(de)电(dian)灯(deng)泡为例：假设灯(deng)泡的(de)电(dian)阻不(bu)随电(dian)压变化(hua)而(er)改变。因为R灯(deng)=V2/W=2102/60=735Ω，所以在电(dian)压为208V时(shi)，W=V2/R=2082/735=58.9W.由此可折算出电(dian)压和功率的(de)关系。通过(guo)测试，我(wo)们发现当输出功率约为100W时(shi)，输入电(dian)流(liu)为10A.此时(shi)输出电(dian)压为200V。

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